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聚氨酯水分散体(PUD)具有高性能、环保和分子结构可裁剪性,已成为研究和应用的热点。然而PUD存在固含量低、涂膜硬度偏低、耐水性不好等缺点,需要对其进行有效的改性。采用二异氰酸酯的三聚体(HT:已二异氰酸酯三聚体;TT:甲苯二异氰酸酯三聚体TT)代替部分TDI合成稳定的三聚体改性的聚氨酯水分散体(HPUD/TPUD),考察异氰酸酯三聚体的添加量对PUD涂膜的耐水性、耐溶剂性、表干时间、硬度、光泽以及交联度的影响。通过粒径分布、热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对PUD乳液储存过程中粒径的变化、涂膜热稳定性与分子结构进行表征。结果发现:引入5-10%的HT可提高涂膜的表干速率和交联密度。当HT含量为10%时,HPUD涂膜具有最佳的综合性能:涂膜表干时间:45 min,交联密度为80%,吸醇率为78%,吸水率为7%。同时还发现HPUD涂膜硬度上升速率较快,最终硬度较未改性PUD有所降低。粒径分析表明当HT添加量≥20%时,HPUD贮存过程中乳液粒径增大,贮存稳定性下降;当TT的添加量≤3%时,TT的引入提高了PUD涂膜的最终硬度和交联度,降低了涂膜的吸水率和吸醇率。当TT的添加量为3%时涂膜性能最优(硬度为0.7,吸水率为5%,交联度为78%)。TGA分析表明HT/TT的引入提高了PUD涂膜的热稳定性。用三羟甲基丙烷(TMP)、端羟基聚丁二烯丙烯腈(HTBN)对PUD和PUA进行改性,讨论了TMP的添加工艺与添加量对合成工艺的影响,发现TMP采用中期添加工艺,添加量为2.5-3.0%时,得到稳定的PUD和PUA,涂膜性能分析发现:TMP能显著改善涂膜的耐水性与耐污性,HTBN能改善涂膜的附着力和耐污性。采取TMP和HTBN制备的HTPUD涂膜具有优异的耐水性和耐污性能,可用于高档木器涂料的面漆。采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,阴离子聚氨酯水分散体(PUD)为乳化剂和反应物,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)通过乳液共聚合制备高固体含量聚氨酯丙烯酸酯复合乳液(PUA)。研究了提高PUA乳液固体含量的途径,讨论了单体种类和添加量对PUA乳液与涂膜性能的影响,并采用热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对PUA涂膜的热稳定性和结构进行表征。研究结果表明:将PUD/丙烯酸酯单体以6000r/min的转速分散20min,在70℃下热聚合1-2h,后期追加单体质量分数0.70%的AIBN能提高PUA乳液的固体含量达45%以上;在PUD/单体=1:1.2,MMA/BA=2:1条件下合成的PUA涂膜拥优异涂膜性能:涂膜的吸水率为15.5%,吸碱率为7.9%,吸醇率为28.9%,摆杆硬度为0.75和耐低温冷脆性(-20℃,3 d,涂膜不开裂)。TGA分析表明MMA与BA复合能明显提高PUA涂膜热稳定性。将含有羧酸盐的P1和不含羧酸盐的P2混合后,在水中乳化扩连制备新型高固体含量自乳化水性聚氨酯分散体(NPUD)。与传统方法合成PUD相比,新工艺即可以通过控制亲水聚合物含量又可调整亲水聚合物上羧酸盐的浓度来调控分散体的粒径。NPUD不仅具有高固体含量和低VOC含量,较低亲水羧酸盐浓度,而且成膜性好,涂膜具有高光泽(60°光泽为95%)、优异的耐水性和耐溶剂性能。